Расчет сопротивление: Калькулятор параллельных сопротивлений

Расчёт комплексного сопротивления плоской шины

Расчет сечения кабеля | Таблицы, формулы и примеры

Самое уязвимое место в сфере обеспечения квартиры или дома электрической энергией – это электропроводка. Во многих домах продолжают использовать старую проводку, не рассчитанную на современные электроприборы. Нередко подрядчики и вовсе стремятся сэкономить на материалах и укладывают провода, не соответствующие проекту. В любом из этих случаев необходимо сначала сделать расчет сечения кабеля, иначе можно столкнуться с серьезными и даже трагичными последствиями.

Для чего необходим расчет кабеля

В вопросе выбора сечения проводов нельзя следовать принципу «на глаз». Протекая по проводам, ток нагревает их. Чем выше сила тока, тем сильнее происходит нагрев. Эту взаимосвязь легко доказать парой формул. Первая из них определяет активную силу тока:

где I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.

Из формулы видно: чем больше сопротивление, тем больше будет выделяться тепла, т. е. тем сильнее проводник будет нагреваться. Сопротивление определяют по формуле:

R = ρ · L/S (2),

где ρ – удельное сопротивление, L – длина проводника, S – площадь его поперечного сечения.

Чем меньше площадь поперечного сечения проводника, тем выше его сопротивление, а значит выше и активная мощность, которая говорит о более сильном нагреве. Исходя из этого, расчет сечения необходим для обеспечения безопасности и надежности проводки, а также грамотного распределения финансов.

Что будет, если неправильно рассчитать сечение

Без расчета сечения проводника можно столкнуться с одной из двух ситуаций:

• Слишком сильный перегрев проводки. Возникает при недостаточном диаметре проводника. Создает благоприятные условия для самовозгорания и коротких замыканий.
• Неоправданные затраты на проводку. Такое происходит в ситуациях, когда были выбраны проводники избыточного диаметра. Конечно, опасности здесь нет, но кабель большего сечения стоит дороже и не столь удобен в работе.

Что еще влияет на нагрев проводов

Из формулы (2) видно, что сопротивление проводника зависит не только от площади поперечного сечения. В связи с этим на его нагрев будут влиять:

• Материал. Пример – у алюминия удельное сопротивление больше, чем у меди, поэтому при одинаковом сечении проводов медь будет нагреваться меньше.
• Длина. Слишком длинный проводник приводит к большим потерям напряжения, что вызывает дополнительный нагрев. При превышении потерь уровня 5% приходится увеличивать сечение.

Пример расчета сечения кабеля на примере BBГнг 3×1,5 и ABБбШв 4×16

Трехжильный кабель BBГнг 3×1,5 изготавливается из меди и предназначен для передачи и распределения электричества в жилых домах или обычных квартирах. Токопроводящие жилы в нем изолированы ПВХ (В), из него же состоит оболочка. Еще BBГнг 3×1,5 не распространяет горение нг(А), поэтому полностью безопасен при эксплуатации.

Кабель ABБбШв 4×16 четырехжильный, включает токопроводящие жилы из алюминия. Предназначен для прокладки в земле. Защита с помощью оцинкованных стальных лент обеспечивает кабелю срок службы до 30 лет. В компании «Бонком» вы можете приобрести кабельные изделия оптом и в розницу по приемлемой цене. На большом складе всегда есть в наличии вся продукция, что позволяет комплектовать заказы любого ассортимента.

Порядок расчета сечения по мощности

В общем виде расчет сечения кабеля по мощности происходит в 2 этапа. Для этого потребуются следующие данные:

• Суммарная мощность всех приборов.
• Тип напряжения сети: 220 В – однофазная, 380 В – трехфазная.
• ПУЭ 7. Правила устройства электроустановок. Издание 7.
• Материал проводника: медь или алюминий.
• Тип проводки: открытая или закрытая.

Шаг 1. Потребляемую мощность электроприборов можно найти в их инструкции или же взять средние характеристики. Формула для расчета общей мощности:

ΣP = (P₁ + Р₂ + … + Рₙ) · Кс · Кз,

где P₁, P₂ и т. д. – мощность подключаемых приборов, К_с – коэффициент спроса, который учитывает вероятность включения всех приборов одновременно, К_з – коэффициент запаса на случай добавления новых приборов в доме. К_с определяется так:

• для двух одновременно включенных приборов – 1;
• для 3-4 – 0,8;
• для 5-6 – 0,75;
• для большего количества – 0,7.

К_з в расчете кабеля по нагрузке имеет смысл принять как 1,15-1,2. Для примера можно взять общую мощность в 5 кВт.

Шаг 2. На втором этапе остается по суммарной мощности определить сечение проводника. Для этого используется таблица расчета сечения кабеля из ПУЭ. В ней дана информация и для медных, и для алюминиевых проводников. При мощности 5 кВт и закрытой однофазной электросети подойдет медный кабель сечением 4 мм².

Правила расчета по длине

Расчет сечения кабеля по длине предполагает, что владелец заранее определил, какое количество метров проводника потребуется для электропроводки. Таким методом пользуются, как правило, в бытовых условиях. Для расчета потребуются такие данные:

• L – длина проводника, м. Для примера взято значение 40 м.
• ρ – удельное сопротивление материала (медь или алюминий), Ом/мм²·м: 0,0175 для меди и 0,0281 для алюминия.
• I – номинальная сила тока, А.

Шаг 1. Определить номинальную силу тока по формуле:

I = (P · К_с) / (U · cos ϕ) = 8000/220 = 36 А,

где P – мощность в ваттах (суммарная всех приборов в доме, для примера взято значение 8 кВт), U – 220 В, К_с – коэффициент одновременного включения (0,75), cos φ – 1 для бытовых приборов. В примере получилось значение 36 А.

Шаг 2. Определить сечение проводника. Для этого нужно воспользоваться формулой (2):

R = ρ · L/S.

Потеря напряжения по длине проводника должна быть не более 5%:

dU = 0,05 · 220 В = 11 В.

Потери напряжения dU = I · R, отсюда R = dU/I = 11/36 = 0,31 Ом. Тогда сечение проводника должно быть не меньше:

S = ρ · L/R = 0,0175 · 40/0,31 = 2,25 мм².

В случае с трехжильным кабелем площадь поперечного сечения одной жилы должна составить 0,75 мм². Отсюда диаметр одной жилы должен быть не менее (√S/ π) · 2 = 0,98 мм. Кабель BBГнг 3×1,5 удовлетворяет этому условию.

Как рассчитать сечение по току

Расчет сечения кабеля по току осуществляется также на основании ПУЭ, в частности, с использованием таблиц 1. 3.6. и 1.3.7. Зная суммарную мощность электроприборов, можно по формуле определить номинальную силу тока:

I = (P · К_с) / (U · cos ϕ).

Для трехфазной сети используется другая формула:

I=P/(U√3cos φ),

где U будет равно уже 380 В.

Если к трехфазному кабелю подключают и однофазных, и трехфазных потребителей, то расчет ведется по наиболее нагруженной жиле. Для примера с общей мощностью приборов, равной 5 кВт, и однофазной закрытой сети получается:

I = (P · К_с) / (U · cos ϕ) = (5000 · 0,75) / (220 · 1) = 17,05 А, при округлении 18 А.

BBГнг 3×1,5 – медный трехжильный кабель. По таблице 1.3.6. для силы тока 18 А ближайшее в значение – 19 А (при прокладке в воздухе). При номинальной силе тока 19 А сечение его токопроводящей жилы должно составлять не менее 1,5 мм². У кабеля BBГнг 3×1,5 одна жила имеет сечение S = π · r² = 3,14 · (1,5/2)² = 1,8 мм², что полностью соответствует указанному требованию.

Если рассматривать кабель ABБбШв 4×16, необходимо брать данные из таблицы 1.3.7. ПУЭ, где указаны значения для алюминиевых проводов. Согласно ей, для четырехжильных кабелей значение тока должно определяться с коэффициентом 0,92. В рассматриваемом примере к 18 А ближайшее значение по таблице 1.3.7. составляет 19 А.

С учетом коэффициента 0,92 оно составит 17,48 А, что меньше 18 А. Поэтому необходимо брать следующее значение – 27 А. В таком случае сечение токопроводящей жилы кабеля должно составлять 4 мм². У кабеля ABБбШв 4×16 сечение одной жилы равно:

S = π · r² = 3,14 · (4,5/2)² = 15,89 мм².

Согласно таблице 1.3.7. этот кабель рациональнее использовать при номинальном токе 60 А (при прокладке по воздуху) и до 90 А (при прокладке в земле).

назад

Сопротивление листа и расчет удельного сопротивления или толщины по отношению к полупроводниковым приложениям

Приборы на основе четырехточечного датчика используют давно зарекомендовавшую себя технику для измерения среднего сопротивления тонкого слоя или листа путем пропускания тока через две внешние точки датчика и измерения напряжение на внутренних двух точках.

Если расстояние между точками датчика постоянное, а толщина проводящей пленки составляет менее 40 % расстояния, а края пленки более чем в 4 раза превышают расстояние от точки измерения, среднее сопротивление сопротивление пленки или листа определяется по формуле:

Rs = 4,53 x V/I

Толщина пленки (в см) и ее удельное сопротивление (в Ом·см) связаны с Rs соотношением:

Rs = удельное сопротивление/толщина

рассчитать удельное сопротивление, если известна толщина пленки, или можно рассчитать толщину, если известно удельное сопротивление.

Глоссарий терминов

Ом на квадрат: Единица измерения при измерении сопротивления тонкой пленки материала с использованием четырехточечного датчика. Оно равно сопротивлению между двумя электродами на противоположных сторонах теоретического квадрата. Размер квадрата не имеет значения.

Подробнее читайте здесь, в Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki/Sheet_resistance

Ом-сантиметр (Ом-см): Единица измерения при измерении объемного или объемного удельного сопротивления толстых или однородных материалов. таких как голые кремниевые пластины или кремниевые слитки, с использованием метода четырехточечного датчика.

В. Является ли листовое сопротивление «внутренним» свойством материала или оно зависит от толщины?

УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ – это неотъемлемое свойство материала, которое придает ему электрическое сопротивление. Иногда его называют удельным сопротивлением. Сопротивление листа — это сопротивление тонкого листа материала, которое при умножении на толщину (в см) дает значение удельного сопротивления.

В. Как преобразовать омы на квадрат в омы на сантиметр?

Термин Ом-см (Ом-сантиметр) относится к измерению «объемного» или «объемного» удельного сопротивления полупроводникового материала. Ом-см используется для измерения проводимости трехмерного материала, такого как слиток кремния или толстый слой материала. Термин «Ом на квадрат» используется при измерении поверхностного сопротивления, т. е. значения сопротивления тонкого слоя полупроводникового материала.

Для расчета Ом-см с помощью четырехточечного датчика необходимо знать толщину пластины (если это однородная пластина) или толщину измеряемого верхнего слоя, чтобы можно было рассчитать Ом-см. Метод четырехточечного датчика используется для измерения одного слоя или одного однородного материала. При измерении образца с двумя или более проводящими слоями результатом будет какое-то бессмысленное среднее значение всех подключенных проводников.

Как упоминалось выше, поскольку метод четырехточечного датчика не измеряет напрямую толщину тонких пленок, если известны две из следующих трех характеристик для данного образца, четырехточечный датчик можно использовать для определения третьей характеристики: 1 ) объемное удельное сопротивление в ом-см, 2) поверхностное сопротивление в омах на квадрат, 3) толщина образца. Подробнее об этом можно узнать здесь: https://four-point-probes.com/understanding-volume-resistivity-measurements/

Уравнения для расчета объемного удельного сопротивления отличаются от тех, которые используются для расчета поверхностного сопротивления, однако, если уже известно поверхностное сопротивление, объемное сопротивление можно рассчитать путем умножения поверхностного сопротивления в Ом на квадрат на толщину материала. в сантиметрах.

В. В какой момент вы прекращаете умножать сопротивление листа на толщину в сантиметрах, чтобы получить Ом-см?

Когда толщина превышает 0,1 расстояния между двумя иглами – после этого листовое сопротивление не применяется. Таким образом, 0,1 мм для головки зонда с расстоянием между иглами 1 мм. Однако из-за поправок допустимо значение до 0,3 мм.

Если толщина в пять раз больше расстояния между датчиками, поправочный коэффициент, применяемый к формуле удельного сопротивления (rho) = 2 x pi x s x V/I, составляет менее 0,1%. С точки зрения удельного сопротивления листа таблицы поправочных коэффициентов начинаются с отношения толщины к расстоянию между зондами, равного 0,3, где поправочный коэффициент равен единице, до отношения 2, где поправочный коэффициент составляет x0,6337.

Я ожидаю, что эти таблицы могут быть расширены до большего соотношения, но очевидно, что толщина от 2-кратного интервала до 5-кратного интервала — это что-то вроде ничейной земли, но если предположить, что ситуация там «навалом» — поправочные коэффициенты, охватывающие отношение толщины к расстоянию от 10 до 0,4, где поправочный коэффициент составляет x0,288.

Подробнее: Взаимосвязь между поверхностным сопротивлением (Ом на квадрат), толщиной пленки и объемным удельным сопротивлением (Ом-см)

Подробнее читайте здесь, в Википедии: http://en.wikipedia.org/wiki / Удельное сопротивление

Четырехточечные датчики является подразделением Bridge Technology. Чтобы запросить дополнительную информацию, позвоните в Bridge Technology по телефону (480) 219-9007 или отправьте электронное письмо Джошуа Бридж по адресу: sales@bridgetec. com

Сопротивление качению

Сила, противодействующая движению тела, катящегося по поверхности, равна называется сопротивление качению или трение качения .

The rolling resistance can be expressed by the generic equation

F _r = c W                                   (1)

where

F _r = rolling resistance or rolling friction (N , lb _f )

c = коэффициент сопротивления качению — безразмерный (коэффициент трения качения — CRF)

W = M A _G

= нормальная сила — или вес — тела (n, LB _F )

M = масса тела (KG, LB)

86 М = масса тела (KG, LB)

9686. a _g = ускорение свободного падения ( 9,81 м/с ² , 32,174 фут/с ² )

переменные колеса — разные — на коэффициент сопротивления качению — c дизайн, поверхность качения, размеры колес и многое другое.

The rolling resistance can alternatively be expressed as

F _r = c _l W / r                                (2)

where

c _l = rolling resistance coefficient — dimension length ( коэффициент трения качения) (мм, дюймы)

r = радиус колеса (мм, дюймы)

Коэффициенты трения качения

Некоторые типичные коэффициенты качения:

Rolling Resistance Coefficient
c	c l (mm)
0.001 — 0.002	0.5	railroad steel wheels on steel рельсы
0,001		велосипедная шина на деревянной дорожке
0,002 — 0,005		бескамерные шины с низким сопротивлением
0. 002		bicycle tire on concrete
0.004		bicycle tire on asphalt road
0.005		dirty tram rails
0.006 — 0.01		truck tire on asphalt
0,008		велосипедная шина для неровной дороги с твердым покрытием
0,01 — 0,015		обычные автомобильные шины для бетона, нового асфальта, булыжника маленькие новые
0.02		car tires on tar or asphalt
0.02		car tires on gravel — rolled new
0.03		car tires on cobbles  — large worn
0.04 — 0,08		легковая шина на твердом песке, гравии рыхлом изношенном, почве средней твердости
0,2 — 0,4		легковая шина на рыхлом песке

Коэффициенты качения легковых автомобилей

Коэффициенты качения для шин, наполненных воздухом, на сухих дорогах можно рассчитать

где

c = коэффициент качения

p = давление в шинах (бар)

v = скорость (км/ч)

0002 Стандартное давление в колесах Tesla Model 3 составляет

2,9 бара (42 фунта на кв. дюйм) . Коэффициент трения качения при 90 км/ч (56 миль/ч) можно рассчитать из (3) как

c = 0,005 + (1 / (2,9 бар)) (0,01 + 0,0095 ((90 км/ч) / 100) ² )

  = 0,011

Увеличение давления до 3,5 бар снижает коэффициент сопротивления качению до

c = 0,005 + (1 / (3,01 бар)) /ч) / 100) ² )

= 0,010

— OR

((0,011 — 0,10) / 0,011) 100% = 9%

• 1 -й бар = 5

  333330133330 3

  • 1 BAR = 10 5

    363

  • 1 -й бар = 5

    363

  • 1. 1 км/ч = 0,6214 мили в час 0,03 можно оценить с помощью общего уравнения 1 AS

    F _R = 0,03 (1500 кг) (9,81 м/с ² )

    = 441 N

    9002

    = 0,44446 = 441 N

    9002 = 0,4444469989 9003 9003 = 0,44444689 9003 9003 = 0,4086 = 441 N

    = 0,4444686 = 441 N

    = 0,4444686.